Đối với pin lithium-ion lý tưởng, sự cân bằng dung lượng sẽ không thay đổi trong chu kỳ của nó và dung lượng ban đầu trong mỗi chu kỳ phải là một giá trị nhất định. Trên thực tế, tình hình phức tạp hơn nhiều. Bất kỳ phản ứng phụ nào có thể khởi tạo hoặc tiêu thụ ion lithium đều có thể dẫn đến sự thay đổi cân bằng dung lượng pin. Điều này sẽ có tác động nghiêm trọng đến hiệu suất chu kỳ của pin.

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ chu kỳ của pin lithium-ion, nhưng lý do cơ bản là số lượng ion lithium tham gia vào quá trình truyền năng lượng đang giảm. Cần lưu ý rằng tổng lượng lithium trong pin không giảm, nhưng có ít ion lithium “được kích hoạt” hơn. Chúng bị giới hạn ở những nơi khác hoặc kênh hoạt động bị chặn và không thể tự do tham gia vào quá trình sạc và xả tuần hoàn.

Sau đó, chỉ cần tìm ra các ion lithium tham gia phản ứng oxy hóa khử đã biến đi đâu, chúng ta có thể tìm ra cơ chế suy giảm dung lượng và thực hiện các biện pháp cụ thể để trì hoãn xu hướng suy giảm dung lượng của pin lithium-ion và cải thiện tuổi thọ của pin lithium-ion.

1. Sự lắng đọng của kim loại liti

Qua quá trình phân hủy trước đó, chúng ta biết rằng lithium không nên tồn tại ở dạng kim loại lithium trong pin lithium-ion. Các nguyên tố lithium tồn tại ở dạng oxit kim loại, hợp chất cacbon lithium hoặc ion.

Trên bề mặt điện cực âm, kim loại liti dễ lắng đọng. Vì một số lý do, khi các ion liti di chuyển đến bề mặt điện cực âm, một số ion liti không đi vào vật liệu hoạt động của điện cực âm để tạo thành các hợp chất ổn định, mà lắng đọng trên bề mặt điện cực âm để trở thành kim loại liti sau khi thu được electron, và không còn tham gia vào quá trình chu trình tiếp theo, dẫn đến giảm dung lượng.

Tình trạng này thường do một số lý do sau: sạc vượt quá điện áp ngắt; Sạc tốc độ cao; Vật liệu âm không đủ. Khi sạc quá mức hoặc vật liệu catốt không đủ, catốt không thể chứa các ion lithium di chuyển từ catốt, dẫn đến lắng đọng kim loại lithium. Trong quá trình sạc tốc độ cao, lượng ion lithium đến điện cực âm trong thời gian ngắn quá lớn, dẫn đến tắc nghẽn và lắng đọng.

Sự lắng đọng của kim loại lithium không chỉ làm giảm tuổi thọ chu kỳ mà còn dẫn đến đoản mạch dương và âm, gây ra các vấn đề nghiêm trọng về an toàn.

Để giải quyết vấn đề này, chúng ta nên kết hợp hợp lý vật liệu dương và âm, đồng thời hạn chế nghiêm ngặt điều kiện sử dụng của pin lithium-ion để tránh vượt quá giới hạn sử dụng. Tất nhiên, bắt đầu từ hiệu suất phóng đại, tuổi thọ chu kỳ cũng có thể được cải thiện cục bộ.

2. Phân tích vật liệu catốt

Mặc dù vật liệu catốt có chứa oxit kim loại lithium có độ ổn định đủ cao nhưng trong quá trình sử dụng lâu dài vẫn tiếp tục phân tích, một số chất trơ về mặt điện hóa (như Co3O4, Mn2O3, v.v.) và một số khí dễ cháy sẽ phát sinh, phá hủy sự cân bằng điện dung giữa các điện cực và gây ra tình trạng mất điện dung không thể phục hồi.

Tình trạng này đặc biệt rõ ràng trong trường hợp sạc quá mức, thậm chí đôi khi còn xảy ra hiện tượng phân tích và giải phóng khí dữ dội, không chỉ ảnh hưởng đến dung lượng pin mà còn gây ra rủi ro an toàn nghiêm trọng.

Ngoài việc hạn chế nghiêm ngặt điện áp ngắt sạc của pin, cải thiện độ ổn định hóa học và nhiệt của vật liệu catốt cũng là một cách khả thi để giảm tốc độ suy giảm tuổi thọ chu kỳ.

3. Lớp màng SEI trên bề mặt điện cực

Như đã đề cập trước đó, đối với pin lithium-ion có vật liệu carbon làm điện cực âm, trong chu kỳ đầu tiên, chất điện phân sẽ hình thành một lớp màng chất điện phân rắn (SEI) trên bề mặt điện cực. Các vật liệu điện cực âm khác nhau sẽ có một số khác biệt nhất định, nhưng các thành phần của màng SEI chủ yếu bao gồm lithium carbonate, lithium alkyl este, lithium hydroxide, v.v. tất nhiên, cũng có các sản phẩm phân tích muối, cũng như một số polyme.

Quá trình hình thành màng SEI sẽ tiêu thụ các ion lithium trong pin và màng SEI không ổn định. Nó sẽ tiếp tục bị phá vỡ trong chu kỳ, để lộ các bề mặt carbon mới và sau đó phản ứng với chất điện phân để tạo thành màng SEI mới, điều này sẽ tiếp tục gây ra sự mất mát liên tục của các ion lithium và chất điện phân, dẫn đến sự suy giảm dung lượng pin. Màng SEI có độ dày nhất định. Mặc dù các ion lithium có thể xâm nhập, nhưng màng SEI sẽ chặn một số kênh khuếch tán trên bề mặt điện cực âm, điều này không có lợi cho sự khuếch tán của các ion lithium trong vật liệu điện cực âm, điều này cũng sẽ làm giảm dung lượng pin.

4. Ảnh hưởng của chất điện phân

Trong quá trình tuần hoàn liên tục, chất điện phân sẽ liên tục bị phân tích và bay hơi do hạn chế về độ ổn định hóa học và độ ổn định nhiệt, tích tụ trong thời gian dài, dẫn đến lượng chất điện phân tổng thể giảm, vật liệu dương và âm thẩm thấu không đủ, phản ứng sạc và xả không hoàn toàn, dẫn đến khả năng sử dụng thực tế giảm.

Do điện thế oxy hóa của tạp chất thường thấp hơn điện thế dương của pin lithium-ion nên dễ bị oxy hóa trên bề mặt dương và oxit bị khử trên điện cực âm, liên tục tiêu thụ các chất hoạt động dương và âm, gây ra hiện tượng tự phóng điện, tức là làm thay đổi mức xả của pin khi sử dụng bất thường.

Chất điện phân cũng chứa một lượng nước nhất định, sẽ phản ứng với lifp6 trong chất điện phân để xử lý LIF và HF. Sau đó, HF sẽ phá hủy màng SEI và tạo ra nhiều LIF hơn, dẫn đến lắng đọng LiF, tiêu thụ liên tục các ion lithium hoạt động và làm giảm tuổi thọ chu kỳ pin.

Từ phân tích trên, có thể thấy chất điện phân có tác động rất quan trọng đến tuổi thọ chu kỳ của pin lithium-ion. Lựa chọn chất điện phân phù hợp sẽ cải thiện rõ rệt tuổi thọ chu kỳ của pin.

5. Rơi khỏi vật liệu tích cực và tiêu cực

Các hoạt chất của điện cực dương và điện cực âm được cố định trên chất nền thông qua chất kết dính. Trong quá trình sử dụng lâu dài, do chất kết dính bị hỏng và rung động cơ học của pin, các hoạt chất của điện cực dương và điện cực âm tiếp tục rơi ra và đi vào dung dịch điện phân, dẫn đến việc giảm liên tục các hoạt chất có thể tham gia vào phản ứng điện hóa và tuổi thọ chu kỳ của pin liên tục giảm.

6. Các yếu tố sử dụng bên ngoài

Pin lithium ion có các điều kiện và phạm vi sử dụng hợp lý, chẳng hạn như điện áp cắt xả sạc, tỷ lệ xả sạc, phạm vi nhiệt độ làm việc, phạm vi nhiệt độ lưu trữ, v.v. Tuy nhiên, trong quá trình sử dụng thực tế, việc lạm dụng vượt quá phạm vi cho phép là rất phổ biến. Sử dụng không hợp lý trong thời gian dài sẽ dẫn đến phản ứng hóa học không thể đảo ngược bên trong pin, làm hỏng cơ chế pin, đẩy nhanh quá trình lão hóa của pin và khiến tuổi thọ chu kỳ giảm nhanh. Trong tình trạng nghiêm trọng, nó cũng sẽ gây ra tai nạn an toàn.

7. Tính an toàn của pin lithium ion

Nguyên nhân bên trong gây ra vấn đề an toàn của pin lithium-ion là do nhiệt độ bên trong pin không được kiểm soát và nhiệt độ liên tục tích tụ, dẫn đến nhiệt độ bên trong pin liên tục tăng cao và hiệu suất bên ngoài của nó là hiện tượng giải phóng năng lượng dữ dội như cháy nổ.

Pin là vật mang năng lượng mật độ cao. Về bản chất, có những yếu tố không an toàn. Mật độ năng lượng càng cao, tác động giải phóng năng lượng dữ dội càng lớn và vấn đề an toàn càng nổi bật. Xăng, khí thiên nhiên, axetilen và các vật mang năng lượng cao khác cũng có những vấn đề tương tự. Có vô số tai nạn an toàn hàng năm.

Các hệ thống điện hóa khác nhau, công suất, thông số quy trình, môi trường sử dụng và mức độ sử dụng khác nhau có tác động lớn đến tính an toàn của pin lithium-ion.

Bởi vì pin lưu trữ năng lượng, trong quá trình giải phóng năng lượng, khi tốc độ bắt đầu và tích tụ nhiệt của pin lớn hơn tốc độ tản nhiệt, nhiệt độ bên trong pin sẽ tiếp tục tăng. Pin lithium ion được cấu tạo từ vật liệu catốt có hoạt tính cao và chất điện phân hữu cơ. Trong điều kiện gia nhiệt, chúng rất dễ xảy ra phản ứng phụ hóa học dữ dội. Phản ứng này sẽ tạo ra rất nhiều nhiệt và thậm chí dẫn đến “ nhiệt không kiểm soát ”, đây là lý do quan trọng gây ra tai nạn nguy hiểm cho pin.

Chế độ lỗi BMS

Sự cố đơn lẻ của pin không chỉ liên quan đến bản thân pin mà còn liên quan đến sự cố của Hệ thống quản lý pin BMS. Chế độ lỗi BMS cũng có thể gây ra tai nạn nghiêm trọng, bao gồm các loại sau:

1. Lỗi kiểm tra điện áp BMS gây ra tình trạng sạc quá mức hoặc xả quá mức pin:

Đường thử điện áp không thành công do kết nối kém, quá trình ép dây hoặc tiếp xúc. BMS không có thông tin điện áp và không dừng khi sạc. Sạc quá mức pin sẽ gây ra cháy nổ. Hầu hết các trường hợp sạc quá mức lithium sắt phosphate trên 5V chỉ là khói, nhưng một khi pin ba thành phần bị sạc quá mức, nó sẽ phát nổ.

Hơn nữa, việc sạc quá mức có thể dễ dàng dẫn đến việc giải phóng khí từ phân tích chất điện phân trong pin lithium-ion, dẫn đến pin phồng lên và thậm chí bốc khói và cháy trong những trường hợp nghiêm trọng; Việc xả quá mức của pin sẽ dẫn đến hư hỏng cấu trúc phân tử của vật liệu dương của pin, dẫn đến không sạc được; Đồng thời, điện áp pin quá thấp, dẫn đến phân tích chất điện phân, khô, kết tủa lithium và đoản mạch trong pin. Đường dây thu thập điện áp đáng tin cậy sẽ được lựa chọn trong quá trình thiết kế hệ thống và phải được kiểm soát chặt chẽ trong quá trình xử lý để ngăn ngừa sự cố của đường dây thu thập điện áp.

2. Kiểm tra dòng điện BMS không thành công

Cảm biến Hall bị lỗi, BMS không thể thu thập dòng điện, không thể tính toán SOC và độ lệch lớn. Việc kiểm tra dòng điện không thành công có thể dẫn đến dòng điện sạc quá mức. Nếu dòng điện sạc lớn, nhiệt độ bên trong của cell lớn và nhiệt độ vượt quá một nhiệt độ nhất định, khả năng lưu hóa của màng ngăn sẽ bị suy giảm, điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ của pin.

3. Kiểm tra nhiệt độ BMS không thành công

Việc không kiểm tra nhiệt độ dẫn đến nhiệt độ làm việc cao của pin và phản ứng không thể đảo ngược của pin, có tác động lớn đến dung lượng pin và điện trở bên trong. Tuổi thọ lịch của cell pin có liên quan trực tiếp đến nhiệt độ. Số chu kỳ ở 45 ° C bằng một nửa ở 25 ° C. Ngoài ra, pin dễ bị phồng, rò rỉ chất lỏng, nổ và các vấn đề khác khi nhiệt độ quá cao. Do đó, nhiệt độ của pin phải được kiểm soát chặt chẽ trong khoảng từ 20-45 ° C trong quá trình sử dụng pin, Ngoài việc cải thiện hiệu quả tuổi thọ và độ tin cậy của pin, nó cũng có thể bảo vệ hiệu quả chống lại hiện tượng đoản mạch và nhiệt độ cao do sự thoát nhiệt của lithium trong quá trình sạc pin ở nhiệt độ thấp.

4. Lỗi giám sát cách điện

Hệ thống ắc quy điện bị biến dạng hoặc rò rỉ chất lỏng sẽ xảy ra hiện tượng cách điện. Nếu không phát hiện BMS, có thể xảy ra tình trạng điện giật cá nhân. Do đó, hệ thống BMS phải có yêu cầu cao nhất đối với cảm biến giám sát. Tránh được tình trạng hệ thống giám sát bị hỏng có thể cải thiện đáng kể tính an toàn của ắc quy điện.

5. Vấn đề tương thích điện từ lỗi giao tiếp

Đối với hệ thống BMS, EMC chủ yếu kiểm tra khả năng chống nhiễu điện từ của nó. Nhiễu điện từ sẽ gây ra lỗi giao tiếp BMS, gây ra các vấn đề trên.

6. Độ lệch ước tính SOC lớn

Hiện nay, vấn đề chung của tất cả các nhà sản xuất BMS chỉ là sự khác biệt về kích thước độ lệch. Về cơ bản, yêu cầu tiêu chuẩn kiểm tra hiện tại nằm trong phạm vi 5%, điều này sẽ rất khó để hầu hết các nhà sản xuất BMS đạt được, vì lỗi SOC sẽ ngày càng lớn hơn trong quá trình sử dụng thực tế, vì môi trường sử dụng phức tạp hơn và có nhiều điều kiện ảnh hưởng đến độ chính xác hơn.

Chế độ lỗi tích hợp hệ thống đóng gói

1. Hỏng thanh cái:

Trong trường hợp kết nối bu lông, trong quá trình sử dụng sau này, quá trình oxy hóa và rơi ra khỏi bu lông hoặc bu lông bị lỏng do rung động sẽ dẫn đến rất nhiều nhiệt ở kết nối dây dẫn và trong trường hợp cực đoan, nó sẽ dẫn đến đánh lửa pin điện. Do đó, hầu hết các nhà sản xuất hệ thống pin điện áp dụng hàn laser tại kết nối giữa các ô hoặc giữa các mô-đun hoặc thêm cảm biến nhiệt độ tại kết nối để tránh hỏng thanh cái bằng phương pháp phát hiện.

2. Hỏng đầu nối mạch chính của hệ thống ắc quy:

Đường dây điện áp cao của hệ thống pin điện được kết nối với hệ thống điện áp cao bên ngoài thông qua một đầu nối. Hiệu suất của đầu nối không đáng tin cậy. Đầu nối sẽ bị phá hủy ở nhiệt độ cao khi kết nối ảo xảy ra dưới rung động. Nói chung, khi nhiệt độ đầu nối vượt quá 90 độ, lỗi kết nối sẽ xảy ra. Do đó, trong thiết kế hệ thống, đầu nối cần tăng chức năng liên động điện áp cao hoặc thêm cảm biến nhiệt độ giữa các đầu nối để theo dõi nhiệt độ của đầu nối mọi lúc để ngăn ngừa đầu nối bị hỏng.

3. Tiếp điểm điện áp cao bị kẹt

Contactor có một số lần ngắt tải nhất định và hầu hết các contactor đều bị cắt khi dòng điện tải cao đóng. Trong thiết kế hệ thống, sơ đồ rơle kép thường được áp dụng và điều khiển đóng để tránh contactor điện áp cao bị kẹt.

4. Lỗi bảo vệ quá dòng cầu chì:

Việc lựa chọn và kết hợp cầu chì trong các thành phần hệ thống điện áp cao cần được xem xét toàn diện. Rung động hoặc va chạm bên ngoài và đùn dẫn đến biến dạng pin điện, hỏng phớt và giảm cấp IP. Do đó, bảo vệ va chạm của cấu trúc hộp pin cần được xem xét trong thiết kế hệ thống.

Theo các chế độ hỏng hóc trên của hệ thống pin điện, các nhà nghiên cứu khoa học và nhà sản xuất pin cần liên tục cải tiến quy trình và công nghệ để nâng cao tính an toàn của cell pin lithium. Các nhà sản xuất hệ thống BMS phải hiểu đầy đủ về hiệu suất của pin và thiết kế hệ thống pin an toàn và đáng tin cậy dựa trên nguyên tắc thiết kế an toàn của pin điện. Đồng thời, sử dụng đúng cách là rào cản cuối cùng để đảm bảo an toàn cho pin. Người dùng nên sử dụng đúng cách hệ thống pin điện, loại bỏ sự lạm dụng cơ học, lạm dụng nhiệt và lạm dụng điện, đồng thời cải thiện hiệu quả tính an toàn và độ tin cậy của xe điện.

Kết luận

Trong chế độ hỏng hóc của pin lithium-ion, hỏng hóc của cell, BMS và bộ pin liên quan đến hiện tượng đoản mạch bên trong, nhiệt độ môi trường, quá tải và xả, va chạm vật lý và đùn ép, v.v. DGBELL có thể cung cấp loạt thiết bị kiểm tra này, tuân thủ hầu hết các tiêu chuẩn quốc tế và có thể cung cấp dữ liệu chuyên nghiệp thực tế và hiệu quả. Với dữ liệu tham khảo như vậy, nó có thể giúp ích thực tế cho việc cải thiện quy trình sản xuất và cải thiện hơn nữa tính an toàn và độ tin cậy của pin lithium. GDBELL có thể đáp ứng tốt các nhu cầu thông thường và tùy chỉnh của bạn. Nếu cần, vui lòng liên hệ với chúng tôi. Chúng tôi sẽ phản hồi bạn trong vòng 12 giờ.

Bài báo này phân tích nghiên cứu về chế độ hỏng hóc của hệ thống pin lithium-ion công suất có ý nghĩa to lớn trong việc cải thiện tuổi thọ pin, độ an toàn và độ tin cậy của xe điện và giảm chi phí dịch vụ của xe điện. Nhiều chế độ hỏng hóc khác nhau được xem xét trong thiết kế hệ thống pin lithium-ion công suất để cải thiện độ an toàn của pin lithium-ion công suất.

Hệ thống pin lithium-ion điện thường bao gồm cell, hệ thống quản lý pin và hệ thống gói, bao gồm các thành phần chức năng, dây nịt, bộ phận cấu trúc và các thành phần liên quan khác. Các chế độ hỏng hóc của hệ thống pin lithium-ion điện có thể được chia thành ba cấp độ khác nhau, cụ thể là chế độ hỏng hóc cell, chế độ hỏng hóc hệ thống quản lý pin và chế độ hỏng hóc tích hợp hệ thống gói.

Chế độ lỗi tế bào

Các chế độ hỏng hóc của cell có thể được chia thành chế độ hỏng hóc an toàn và chế độ hỏng hóc không an toàn. Các điểm sau đây là quan trọng đối với sự hỏng hóc an toàn của cell:

1.Chập mạch giữa điện cực dương và điện cực âm bên trong pin:

Pin bị đoản mạch là do bên trong cell gây ra. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến hiện tượng đoản mạch trong pin, có thể là do lỗi trong quá trình xử lý cell hoặc do cell bị biến dạng do rung động lâu dài và tác động bên ngoài. Một khi xảy ra hiện tượng đoản mạch bên trong nghiêm trọng, không thể dừng điều khiển, không thể sử dụng bảo hiểm bên ngoài, chắc chắn sẽ xảy ra hiện tượng khói hoặc cháy.

Trong trường hợp như vậy, tất cả những gì chúng ta có thể làm là thông báo cho nhân viên trên tàu thoát hiểm ngay từ đầu. Đối với hiện tượng đoản mạch bên trong của pin, cho đến nay, nhà sản xuất pin vẫn chưa có phương pháp nào để sàng lọc 100% các cell có thể bị đoản mạch bên trong khi xuất xưởng, và chỉ có thể thực hiện đủ các thử nghiệm ở giai đoạn sau để giảm khả năng xảy ra hiện tượng đoản mạch bên trong.

2.Rò rỉ tế bào:

Đây là chế độ hỏng hóc rất nguy hiểm và ít khi xảy ra. Nhiều vụ cháy xe điện là do rò rỉ pin. Nguyên nhân gây rò rỉ pin là: hư hỏng do tác động bên ngoài; Cấu trúc gioăng bị hư hỏng do va chạm và lắp đặt không đúng tiêu chuẩn; Nguyên nhân sản xuất: hiệu suất gioăng kém do lỗi hàn và lượng keo gioăng không đủ.

Sau khi pin bị rò rỉ, lớp cách điện của toàn bộ cụm pin bị hỏng, và lỗi cách điện một điểm không phải là vấn đề lớn. Nếu có hai hoặc nhiều lỗi cách điện, sẽ xảy ra hiện tượng đoản mạch bên ngoài. Từ việc sử dụng thực tế, so với cell vỏ nhựa, monome vỏ kim loại dễ bị rò rỉ chất lỏng hơn, dẫn đến lỗi cách điện.

3. Sự tiến hóa của cực âm pin Lithium:

Sử dụng pin không đúng cách, sạc quá mức, sạc ở nhiệt độ thấp và sạc ở dòng điện cao sẽ dẫn đến sự thoát ra của lithium từ cực âm của pin. Pin lithium sắt phosphate hoặc pin ba thành phần do hầu hết các nhà sản xuất trong nước xử lý sẽ phân hủy lithium khi sạc dưới 0 ℃. Trên 0 ℃, chúng chỉ có thể được sạc bằng dòng điện nhỏ theo đặc điểm của cell. Sau khi kết tủa lithium từ cực âm, kim loại lithium không thể bị khử, dẫn đến suy giảm dung lượng pin không thể đảo ngược. Kết tủa lithium đạt đến một mức độ nghiêm trọng nhất định, hình thành các dendrite lithium, xuyên thủng màng ngăn và gây ra đoản mạch bên trong. Do đó, pin lithium-ion công suất không nên được sạc ở nhiệt độ thấp.

4. Sự phồng lên của tế bào:

Có nhiều lý do gây ra tình trạng đầy hơi. Lý do quan trọng nhất là khí xảy ra do phản ứng phụ bên trong pin. Phản ứng phụ điển hình nhất là với nước. Có thể ngăn ngừa tình trạng đầy hơi bằng cách kiểm soát chặt chẽ độ ẩm trong quá trình xử lý pin. Trong trường hợp pin bị phồng, chất lỏng sẽ bị rò rỉ.

Sự cố không an toàn của cell chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất dịch vụ. Những điểm sau đây là quan trọng:

1. Độ ổn định của năng lực kém:

Sự không nhất quán của pin lithium-ion thường đề cập đến sự chênh lệch dung lượng còn lại và chênh lệch điện áp của pin trong một nhóm pin quá lớn, dẫn đến sự suy giảm độ bền của pin. Có nhiều lý do khiến sự không nhất quán giữa các loại pin kém, bao gồm quy trình chế biến và sản xuất pin, thời gian lưu trữ pin, chênh lệch nhiệt độ trong quá trình sạc và xả của bộ pin, dòng điện sạc và xả, v.v.

Hiện nay, giải pháp then chốt là nâng cao mức độ kiểm soát của quy trình chế biến và sản xuất pin, đảm bảo tính đồng nhất của pin càng xa mức độ chế biến càng tốt và sử dụng cùng một lô pin để ghép nối. Phương pháp này có hiệu quả nhất định, nhưng không thể chữa khỏi. Vấn đề về tính đồng nhất của pin kém sẽ xảy ra sau khi sử dụng trong một thời gian. Sau khi pin không đồng nhất, nếu không thể giải quyết kịp thời, vấn đề sẽ trở nên nghiêm trọng hơn và thậm chí nguy hiểm.

2. Tự xả quá mức:

Phản ứng không thể đảo ngược do vi mạch gây ra bởi tạp chất trong quá trình sản xuất pin là lý do quan trọng nhất khiến pin tự xả lớn. Ở hầu hết các nhà sản xuất pin, giờ tự xả của pin có thể bỏ qua. Do phản ứng hóa học với các điều kiện môi trường trong quá trình sạc, xả và cất giữ pin lâu dài, pin có hiện tượng tự xả lớn, làm giảm công suất pin, hiệu suất thấp và không đáp ứng được nhu cầu sử dụng.

3.Giảm khả năng xả ở nhiệt độ thấp:

Khi nhiệt độ giảm, hiệu suất điện phân ở nhiệt độ thấp kém, sự tham gia vào phản ứng không đủ, độ dẫn điện của điện phân giảm, dẫn đến điện trở của pin tăng, nền tảng điện áp giảm và dung lượng giảm. Hiện tại, dung lượng xả của pin của các nhà sản xuất khác nhau ở – 20 ℃ về cơ bản là 70% ~ 75% dung lượng định mức. Ở nhiệt độ thấp, dung lượng xả của pin giảm và hiệu suất xả kém, ảnh hưởng đến hiệu suất dịch vụ và phạm vi lái xe của xe điện.

4. Giảm dung lượng pin:

Sự suy giảm dung lượng pin chủ yếu đến từ việc mất ion lithium hoạt động và mất vật liệu hoạt động điện cực. Tính đều đặn của cấu trúc lớp của vật liệu hoạt động dương giảm, màng thụ động được lắng đọng trên vật liệu hoạt động âm, mức độ than hóa giảm và độ xốp của màng ngăn giảm, dẫn đến trở kháng truyền điện tích của pin tăng lên. Khả năng xen kẽ giảm, dẫn đến mất dung lượng.

Sự suy giảm dung lượng pin là một vấn đề không ngờ tới của pin. Tuy nhiên, hiện nay, các nhà sản xuất pin trước tiên nên xử lý lỗi an toàn trước đó và tính nhất quán của pin, sau đó xem xét kéo dài tuổi thọ chu kỳ của pin trên cơ sở này.

GDBELL có hơn 15 năm kinh nghiệm trong sản xuất máy kiểm tra pin lithium. Chúng tôi có nhiều sản phẩm để kiểm tra pin lithium . Ví dụ, buồng kiểm tra nhiệt độ cao và thấp, máy kiểm tra độ đâm thủng đinh nghiền pin và buồng kiểm tra ngắn mạch, v.v. Hãy cho chúng tôi biết nếu bạn đang tìm thiết bị để kiểm tra pin lithium của mình.

Pin lithium điện được sử dụng rộng rãi trong các loại xe năng lượng mới vì mật độ năng lượng cao, điện áp cao, công suất riêng cao, hiệu suất chu kỳ tốt và không gây ô nhiễm. Để đáp ứng năng lượng và phạm vi cần thiết cho việc lái xe bình thường, số lượng pin lớn và các cell đơn thường được sắp xếp theo chuỗi và song song để tạo thành một bộ pin để tiết kiệm không gian lắp đặt.

Sự chênh lệch nhiệt độ riêng lẻ là do môi trường tản nhiệt khác nhau trong bộ pin gây ra. Dưới tác dụng của sự ghép nối nhiệt điện, điện trở bên trong của pin có nhiệt độ cao sẽ giảm, khiến dòng điện chạy qua pin tăng lên, trạng thái của điểm sạc pin đơn lẻ ngày càng không đồng đều, đẩy nhanh quá trình hư hỏng của bộ pin, sau đó ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của pin, thậm chí có nguy cơ an toàn nghiêm trọng. Do đó, cần phải thực hiện quản lý nhiệt hiệu quả đối với hiệu suất tản nhiệt của bộ pin và sự không nhất quán giữa các cell.

Nghiên cứu cho thấy phạm vi nhiệt độ hoạt động tốt nhất của pin lithium là 15-35 ℃, kiểm soát chênh lệch nhiệt độ giữa các cell đơn không vượt quá 5 ℃, nhiệt độ an toàn tối đa không vượt quá 55 ℃, bộ pin có thể đạt được hiệu suất và tuổi thọ tốt hơn.

Tất nhiên, đây là từ góc độ nghiên cứu, không tính đến cường độ cạnh tranh trong ngành và nhu cầu thực tế của thị trường. Do đó, nhiều doanh nghiệp theo đuổi môi trường nhiệt độ khắc nghiệt khi pin hoạt động. Chính vì họ có yêu cầu cao hơn đối với dữ liệu an toàn và ổn định này mà các sản phẩm pin do doanh nghiệp sản xuất có thể vượt qua các đối thủ cạnh tranh về chất lượng, thu hút nhiều khách hàng lâu dài và ổn định hơn, chiếm nhiều thị phần hơn và thúc đẩy sự phát triển hơn nữa của doanh nghiệp. GDBELL có hiểu biết sâu sắc về nghiên cứu thiết bị kiểm tra độ tin cậy môi trường của pin. Công ty đang ở vị trí hàng đầu trong ngành về kiểm soát nhiệt độ. Đối với các yêu cầu đặc biệt khác nhau của khách hàng, chúng tôi có thể đưa ra giải pháp phù hợp để giúp doanh nghiệp thực hiện tốt hơn các thử nghiệm về độ an toàn và ổn định của pin, đồng thời tối ưu hóa và nâng cấp quy trình sản xuất sản phẩm thông qua phân tích dữ liệu, Sản xuất pin chất lượng tốt hơn.

Quay trở lại chủ đề của bài viết này, nghiên cứu về tản nhiệt của pin lithium hình trụ, chúng tôi sẽ đề cập đến các công nghệ quản lý nhiệt phổ biến, bao gồm làm mát bằng không khí, làm mát bằng chất lỏng và làm mát thay đổi pha. So với các phương pháp làm mát khác, công nghệ làm mát bằng không khí có chi phí thấp hơn và cấu trúc hệ thống đơn giản. Nó đã trở thành một trong những giải pháp được sử dụng phổ biến nhất để quản lý nhiệt của pin lithium điện.

Hiệu suất tản nhiệt của hệ thống làm mát chủ yếu bị ảnh hưởng bởi các tính chất của môi trường và cấu trúc tản nhiệt. Các tính chất của môi trường ảnh hưởng đến hiệu suất truyền nhiệt của bề mặt cell, và cấu trúc tản nhiệt ảnh hưởng đến trường dòng chảy bên trong của cụm pin, từ đó ảnh hưởng đến hiệu suất tản nhiệt tổng thể. Thông qua các thí nghiệm và mô phỏng số, hiệu suất nhiệt của làm mát sương mù được nghiên cứu và thấy rằng phân bố nhiệt độ cell đồng đều hơn và thấp hơn khi sử dụng hệ thống làm mát sương mù so với sử dụng hệ thống làm mát bằng không khí khô và hiệu suất được cải thiện tới 45%.

Mô phỏng CFD được thực hiện trên hệ thống làm mát bằng không khí song song để nghiên cứu tác động của các thông số vận hành và thông số cấu trúc của cell đến hiệu suất làm mát. Kết quả cho thấy việc giảm nhiệt độ không khí đầu vào hoặc tăng lưu lượng đầu vào có thể làm giảm nhiệt độ cell tối đa. Thay đổi góc của buồng khí đầu vào và đầu ra có thể cải thiện hiệu quả hiệu suất làm mát của hệ thống.

Chiều rộng buồng áp suất tối ưu và các thông số khoảng cách cell được giải quyết riêng biệt bằng cách kết hợp phương pháp Newton và mô phỏng mạng lưới điện trở dòng chảy. Hệ thống với tối ưu hóa cấu trúc dựa trên các giá trị giải pháp đã cải thiện đáng kể hiệu suất làm mát và giảm chênh lệch nhiệt độ tối đa của bộ pin hơn 40%.

Một hệ thống làm mát bằng không khí với công nghệ nhiệt điện đôi cũng được thiết kế và các tính toán số cho thấy nhiệt độ pin có thể được giữ dưới 35°C với chênh lệch nhiệt độ không quá 5°C ở tốc độ sạc và xả cao và nhiệt độ môi trường lớn hơn 40°C.

Kết luận

• Phân tích mô hình hóa và mô phỏng số của cấu trúc tản nhiệt làm mát bằng không khí của bộ pin lithium hình trụ. Các cell càng gần vỏ thì hiệu ứng tản nhiệt của cell càng tốt. Đối với các cell song song một hàng, nhiệt độ không khí tăng dần và hiệu ứng tản nhiệt của cell đơn trở nên kém hơn.

• Khi hình dạng, kích thước của bộ pin và công suất quạt chắc chắn, hiệu suất tản nhiệt bị ảnh hưởng bởi chiều rộng ống dẫn khí và diện tích cửa vào không khí. Khi chiều rộng của ống dẫn khí tăng lên, diện tích cửa vào không khí tăng lên, thể tích không khí hiệu quả của ống dẫn khí tăng lên và hiệu suất làm mát của pin được cải thiện.

Trên đây là phần giới thiệu về hệ thống làm mát bằng không khí và tản nhiệt của bộ pin lithium. Nếu bạn muốn biết thêm chi tiết, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua trang web chính thức hoặc email. GDBELL đã tham gia vào ngành sản xuất thiết bị kiểm tra pin trong hơn 15 năm. Dựa vào đội ngũ kỹ sư R & D hùng mạnh và kinh nghiệm sản xuất sâu rộng, GDBELL đã giải quyết các yêu cầu cá nhân của vô số doanh nghiệp về thử nghiệm pin lithium. Công ty đào tạo nhân viên về cách xử lý kinh doanh dựa trên dịch vụ bán hàng Tư vấn xây dựng, giúp cho việc giao tiếp thương mại tiếp theo diễn ra rất suôn sẻ, doanh thu đơn hàng rất đáng kể và đội ngũ hậu mãi mạnh mẽ cung cấp sự bảo đảm vững chắc cho khách hàng. Do đó, khách hàng có nhu cầu ổn định đối với các sản phẩm của chúng tôi. Hầu hết trong số họ đã thiết lập mối quan hệ hợp tác với đơn hàng đầu tiên và liên tục đưa ra nhiều đơn hàng hơn, điều này giúp vị thế của GDBELL trong ngành tiếp tục được cải thiện. Ngày càng có nhiều doanh nghiệp lựa chọn sử dụng thiết bị kiểm tra pin lithium của chúng tôi. Sau nhiều năm thử nghiệm trên thị trường quốc tế, dữ liệu do thiết bị kiểm tra của chúng tôi thử nghiệm đã giúp ích cho hầu hết khách hàng và được đánh giá cao. Do đó, bạn có thể yên tâm hỏi và mua thiết bị của chúng tôi. Đội ngũ kinh doanh của chúng tôi sẽ trả lời bạn một cách thỏa đáng trong vòng 12 giờ sớm nhất có thể.